Détermination des éléments majeurs et mineurs par spectrométrie de fluorescence X

Résumé de la méthode

L'échantillon est composé de tétraborate de lithium et du fluorure de lithium comme fondant, et du nitrate de lithium (oxydant) et du bromure de lithium (agent de démoulage) sont ajoutés en même temps. L'échantillon est fondu dans un disque de verre à une température élevée de 1050℃ et analysé et mesuré sur un spectromètre de fluorescence X. La plage de mesure de chaque composant élémentaire est équivalente à la plage de couverture de la courbe standard de chaque composant élémentaire.

Instrument

Dispersion de longueur d'onde Spectromètre de fluorescence X, Tube à rayons X à fenêtre d'extrémité en rhodium palladium, puissance supérieure à 3 kW, et un système informatique équipé de divers logiciels d'analyse fonctionnelle tels que l'étalonnage et la correction.

Machine de fusion à haute température (haute fréquence).

Creuset en alliage de platine.

Réactifs

Tétraborate de lithium anhydre (spécial pour la fusion XRF), pré-brûlé à 600℃ pendant 2h, stocké dans un dessiccateur pour une utilisation en veille.

Fluorure de lithium (qualité analytique).

Solution de nitrate de lithium ρ(LiNO3)=100mg/mL.

Solution de bromure de lithium ρ(LiBr)=10 mg/mL.

Matériaux standards nationaux de minerai d'arsenic de premier niveau GBW07277, GBW07278, GBW07163, GBW07223~GBW07226, GBW07240, etc., et sélectionnez les matériaux standards associés pour combiner manuellement les échantillons standards, de sorte que les composants des éléments d'analyse incluent toute la gamme de contenu, et il y a environ 17 échantillons standards ou plus avec un certain gradient de contenu.

Sélectionnez 1 à 5 échantillons standard avec un contenu approprié d'éléments d'analyse (composants) parmi les échantillons standard comme échantillons de correction de dérive de l'instrument.

Courbe d'étalonnage

Pesez 0.7000 g (± 0.0005 g) d'échantillon standard (échantillon d'analyse inconnu) qui est passé à travers un tamis de 200 mesh et séché à 105 ℃ pendant 2 h, 5.100 g de tétraborate de lithium anhydre et 0.500 g de LiF, mettez-les dans un creuset en porcelaine et mélangez-les uniformément, versez-les dans un creuset en alliage de platine, ajoutez 3 ml de solution de LiNO3 comme oxydant, 2.5 ml de solution de LiBr comme agent de démoulage, séchez-les sur un four électrique, puis mettez-les dans une machine de fusion pour la fusion, pré-oxydez à 700 ℃ pendant 3 min, chauffez à 1050 ℃ pour la fusion pendant 6 min, pendant lesquelles le creuset en alliage de platine oscille et tourne, et le processus de refroidissement et de fusion est terminé. Videz le morceau de verre qui s'est séparé du fond du pot après refroidissement, étiquetez-le et conservez-le dans un dessiccateur pour le tester.

En fonction des exigences d'analyse et de l'instrument, sélectionnez les conditions de mesure telles que la ligne d'analyse des éléments, la tension et le courant du tube à rayons X, le trajet optique du vide et la barre lumineuse du canal, comme indiqué dans le tableau 51.2.

Tableau 51.2 Conditions de mesure des éléments analytiques

Suite du tableau

Remarque : ①S4 est un collimateur standard.

Démarrez la mesure de l'échantillon standard d'étalonnage selon les conditions de mesure ci-dessus. Calculez l'intensité nette de la ligne d'analyse de chaque élément (103s-1).

Utilisez la méthode à un point pour déduire l'arrière-plan et calculez l'intensité nette de la ligne d'analyse Ii selon la formule suivante :

Analyse des roches et des minéraux, volume 3, analyse des minerais non ferreux, rares, dispersés, de terres rares, de métaux précieux et des minerais d'uranium et de thorium

Où : IP est l'intensité maximale du spectre de la ligne d'analyse, 103s-1 ; IB est l'intensité de fond de la ligne d'analyse, 103s-1.

Remplacez la valeur standard de chaque élément dans l'échantillon standard d'étalonnage et l'intensité nette de la ligne d'analyse de l'élément dans la formule suivante pour le calcul de régression afin d'obtenir les coefficients d'étalonnage et de correction de chaque élément :

Analyse des roches et des minéraux Volume 3 Analyse des minerais non ferreux, rares, dispersés, de terres rares, de métaux précieux et d'uranium et de thorium

Où : wi est la fraction massique de l'élément à mesurer, % ; ai, bi, ci sont les coefficients d'étalonnage de l'élément i à mesurer ; Ii est l'intensité nette de la ligne d'analyse de l'élément i à mesurer, 103s-1 ; αij est le coefficient de correction matricielle de l'élément coexistant j à l'élément d'analyse i ; Fj est la teneur (ou intensité) de l'élément coexistant j ; βik est le coefficient d'interférence de chevauchement spectral de l'élément d'interférence de chevauchement spectral k à l'élément d'analyse i ; Fk est la teneur (ou intensité) de l'élément d'interférence de chevauchement spectral k.

Pour les éléments tels que Ni, Cu, Zn et Pb, RhKα, c est utilisé comme étalon interne pour corriger l'effet de matrice. Calculez d'abord le rapport d'intensité, puis effectuez une régression selon la formule ci-dessus pour obtenir les coefficients d'étalonnage et de correction de chaque élément.

Les coefficients d’étalonnage et de correction obtenus ci-dessus sont stockés dans le programme d’analyse correspondant de l’ordinateur pour une utilisation ultérieure.

Mesurez l'échantillon de correction de dérive de l'instrument et stockez l'intensité nette Ii du spectre analytique de chaque élément comme référence de correction de dérive dans l'ordinateur.

Étapes d'analyse

Préparez l'échantillon inconnu selon la méthode de préparation de la norme d'étalonnage, placez-le dans la boîte à échantillons, placez-le dans l'échangeur d'échantillons automatique après confirmation, démarrez le programme d'analyse correspondant et mesurez l'échantillon.

Une fois la courbe d'étalonnage établie, l'analyse de routine générale ne mesure plus la série de normes d'étalonnage. Il suffit d'appeler les coefficients d'étalonnage et de correction enregistrés à chaque analyse, de mesurer l'échantillon de correction de dérive de l'instrument et de calculer le coefficient de correction de dérive. L'ordinateur effectue automatiquement la mesure et la correction de l'intensité, la soustraction de l'arrière-plan, la correction de l'effet de matrice, la correction de la dérive de l'instrument et enfin l'impression des résultats de l'analyse.

Le calcul du coefficient de correction de la dérive de l'instrument est présenté dans la formule suivante :

Analyse des roches et des minéraux, Partie III, Analyse des minerais non ferreux, rares, dispersés, de terres rares, de métaux précieux et d'uranium et de thorium

Où : αi est le coefficient de correction de dérive de l'instrument ; I1 est l'intensité de référence de correction de dérive obtenue par la mesure initiale de l'échantillon de correction de dérive de l'instrument, 103s-1 ; Im est l'intensité nette mesurée par l'échantillon de correction de dérive de l'instrument lors de l'analyse de l'échantillon, 103s-1.

La formule de correction pour la dérive de l'instrument est :

Analyse des roches et des minéraux, Partie III, Analyse des minerais non ferreux, rares, dispersés, de terres rares, de métaux précieux et d'uranium et de thorium

Où : Ii est l'intensité de la ligne analytique après correction de la dérive, 103s-1 ; I'i est l'intensité de la ligne analytique sans correction de la dérive, 103s-1 ; αi est le coefficient de correction de la dérive de l'instrument.

Remarques

1) Le Br restant dans l'échantillon provoquera une interférence de chevauchement avec Al ; lorsque la teneur en Al2O3 n'est pas élevée, la correction d'interférence de chevauchement de Br sur Al doit être ajoutée.

2) Les lignes spectrales YKα(2) et RbKα(2) se chevauchent sur la ligne d'analyse NiKα. Lorsque Y et Rb existent dans une certaine quantité de l'échantillon, ils provoquent des interférences de chevauchement avec Ni, qui doivent être corrigées par déduction. La ligne spectrale ZnL présente des interférences de chevauchement avec NaKα, qui doivent également être corrigées par déduction.

3) Il est préférable de revérifier les conditions de mesure et les limites inférieures des différents instruments.